NEWS

新闻中心

电快速瞬变脉冲群(EFT)抑制方法

发布时间:2024-11-04 14:48

 

一、电快速瞬变脉冲群特点

电快速瞬变脉冲群EFT是电气和机电设备中常见的一种瞬态干扰,是由继电器、接触器、电动机、变压器等电感器件产生的,是时间很短但幅度很大的电磁干扰,是一连串的脉冲,可以在电路输入端产生累计效应,使干扰电平的幅度最终超过电路的噪声门限,对电路形成干扰。

电快速瞬变脉冲群由大量脉冲组成,具有如下特点:

1) 幅值在100V至数千伏;

2) 脉冲频率在1kHz至1MHz;

3) 单个脉冲的上升沿在纳秒级,脉冲持续时间在几十纳秒至数毫秒;

4) EFT所形成的骚扰信号频谱分补非常宽,数字电路对它比较敏感,易受到干扰。

二、电快速瞬变脉冲群常见抑制方法

1) 减小PCB接地线公共阻抗:增加PCB接地导线的面积,减小电感量成分;

2) 加接EFT电感瞬态干扰抑制网络:在电感元件上并接压敏电阻、阻容电路、二极管、TVS管、背靠连接的稳压二极管等;

3) 电源或信号干扰源输入口,使用滤波器或吸收器等滤波元器件,选用磁珠的内径越小、外径越大、长度越长越好;

4) 电子元器件选择时,选用性能可靠的关键器件;最好做过芯片级的电磁兼容仿真试验,质量可靠的元器件选用可提升对电快速瞬变脉冲信号的抑制能力;

4) PCB布局时,将干扰源远离敏感电路;

5) PCB布线时注意线缆的隔离,强弱电的布线隔离、信号线与功率线的隔离,各类走线要尽量短,

6) 正确使用接地技术,减小环路面积;

7) 安装瞬态干扰吸收器;

8) 软件设计时,考虑避免干扰对系统的影响,软件上应正确检测和处理告警信息,及时恢复产品的状态;

9) I/O信号进出由完全隔离的变压器或光耦连接,更好的实现隔离;

10) 使用高阻抗的共模或差模电感滤波器

11) 使用铁氧体磁环;

12) 在PCB层电源输入位置要做好滤波,通常采用的是大小电容组合,根据实际情况可以酌情再添加一级磁珠来滤除高频信号;13) 组装生产环节中应严把质量关,做好生产工艺流程控制,尽量保证产品质量的一致性,减少因个别产品质量问题带来的测试不合格现象;

三、PCB抗干扰设计

1、电源电路抗干扰设计

1) 变压器及稳压模块应就近安装在交流电源进入系统的地方;

2) 强电输送线绝不能在系统内乱布;

3) 电源供电线应尽量短,板间连接线使用双绞线;

4) 交流输入、功率继电器、电源滤波器、电源变压器等干扰源电路应与系统稳压后的5V、3.3V等布线严格分开并进行有效隔离;

5) 稳压电源输出并接电解电容及0.01uF左右陶瓷电容和二极管;

2、PCB布局抗干扰设计

1) 主控部分和外围设备按各自体系要有明显界限,不能混装,即使系统只有一块印制板,也要分模块设计,模块间做好隔离;

2) 大功率低速电路、模拟电路和数字电路应分开布局,大功率器件应与小信号电路分开,如功率继电器要与主控模块及弱点驱动模块隔离,使相互间的信号耦合最小;

3) 各部件之间引线要尽量短,噪声敏感器件尽量缩短连接的信号线;

4) 发热量大的器件如电源芯片、单片机、RAM等应尽量安排在不影响敏感电路的地方及通风冷却较好的地方,电路板竖直放置时,发热量大的器件应放置在最上边。

5) 晶振与CPU时钟输入端,要相互靠近;

6) 易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路,如果有可能,应分开做印制电路板;

7) 尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰;易受干扰的元器件不能相互靠得太近,输入和输出元器件应尽量远离;

8) 按功能模块对电路板进行分区,把有干扰的电源、接地层和其它功能区与无干扰的或静态的区域分开;每个功能模块分区元器件放置应相互靠近,布线长度最短;

9) DC/DC模块、开关元器件和整流器应尽可能靠近变压器放置;

10) 电磁干扰滤波器要尽可能靠近电磁干扰源,并放在同一块电路板上;

11) 调压元器件和滤波电容器应尽可能靠近整流二极管放置;

12) 印制电路板按频率和电流开关特性分区,噪声元器件和非噪声元器件距离尽量远;

13) 对噪声敏感的布线不要与大电流和高速开关线平行;

14) 连接器、接插件应布置在电路板一侧,尽量避免从两侧引出电缆,减少共模辐射;

3、PCB布线抗干扰设计

1) 电路板的层数根据系统电源网络、强弱信号网络等因素来确定;在电路板层数允许的情况下,可设置独立的电源层和地层;

2) 数字电路和模拟电路要分开接地;数字电路的地可构成闭环以提高抗干扰性能,地平面一般做接地处理,并作为基本电平参考点,地平面屏蔽效果优于电源平面。

3) 元器件布局后,先布地线、电源线、然后布高速信号线;数字电路地线采用网格结构

4) 电源线应尽量靠近地线,减小差模辐射的环路面积,有利于减小电路间干扰;

5) 时钟线与信号线之间用地线隔离,关键信号线之间用地线隔离,减小环路面积,可有效地抑制相邻新号线路之间的耦合;

6) 避免印制电路板导线的不连续性,布线宽度不要突变,防止导线阻抗突变引发信号反射和驻波,布线不要突然拐角,避免直角和锐角布线;

7) 电源线和地线要尽量宽、短、直,以减小阻抗;

8) 时钟信号发生器电路应尽量靠近使用时钟的器件,时钟线要尽量短,晶振外壳要接地,石英晶体及对噪声敏感器件下面不要走线,用地线把时钟区圈起来;

9) 电源线和地线加接去耦电容,尽量加宽电源导线宽度,采用大面积接地;电源输入端跨接100uF左右的电解电容,每个IC处布置一个0.01uF的瓷片电容。去耦电容值的选区可按C=1/f计算,及10MHz取0.1uF,单片机系统一般取0.01uF—0.1uF;

10) 印制板中的接触器、继电器、按钮等元器件,操作时易产生火花放电,采用RC回路来吸收放电电流,一般R取值1—2K,C取值2.2—4.7uF;

11) 单片机等芯片CMOS电路输入阻抗很高,且易受静电感应,对不用的端口通过电阻接地或接正电源;

12) 高速信号布线的过孔孔径尽量小,高速并行线每根信号线的过孔数尽量保持相同;

13) 避免有过长的平行信号线,顶层和底层的布线相互垂直;

14) 数字地与模拟地要完全分开,单点共地;

15) 光耦隔离处把原、副彻底隔离开;

16) 变压器、开关电源,高频器件下面尽量不要走线;


长沙容测电子股份有限公司致力于电磁兼容测试设备的研发以及电磁兼容测试技术的推广普及,全力为客户提供专业的EMC测试产品和解决方案。

我们的产品:
民用领域:静电放电发生器、脉冲群发生器雷击浪涌发生器射频传导抗干扰测试系统工频磁场发生器脉冲磁场发生器、阻尼振荡磁场发生器、交流电压跌落发生器、振铃波发生器、共模传导抗扰度测试系统、阻尼振荡波发生器、直流电压跌落发生器等
汽车领域:静电放电发生器、7637测试系统汽车电子可编程电源、瞬态发射开关测量、汽车线束微中断发生器、BCI大电流注入测试系统、EMI接收机、辐射抗扰度测试系统、低频磁场抗扰度测试系统、射频辐射抗扰度测试系统等
军工领域:静电放电发生器、低频传导抗扰度测试系统、尖峰脉冲发生器、电缆束注入测试系统、快速方波测试系统、高速阻尼振荡测试系统等

文章整理于网络,仅用于分享,如有侵权请联系删除!

 

友情链接: 仪器 | emc测试设备 | 电磁兼容工程师网 |

欢迎来到长沙容测电子股份有限公司
欢迎来到长沙容测电子股份有限公司
请留下您的信息,我们会尽快回复您
  • *
  • *
  • *
  • *